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浸渍活性炭吸附放射性碘甲烷后失活机理研究

材料导报 2024年第7期38卷 226-230页

作者：张佳倩王坤俊杨超杨颂上官炬王冰凝刘守军太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室太原030024 太原理工大学化学工程与技术学院太原030024 山西省民用洁净燃料工程研究中心太原030024 中国辐射防护研究院环境工程技术研究所太原030006 太原理工大学环境工程学院太原030024

核电站通风净化系统采用浸渍活性炭(IMAC)吸收核反应所产生的放射性气态碘,以确保环境及人员安全。IMAC长时间连续使用后吸附效率明显下降。明晰IMAC的失活机理,对延长其使用寿命及后续高值化利用研究意义重大。选用基炭、浸渍活性炭、... 详细信息

核电站通风净化系统采用浸渍活性炭(IMAC)吸收核反应所产生的放射性气态碘,以确保环境及人员安全。IMAC长时间连续使用后吸附效率明显下降。明晰IMAC的失活机理,对延长其使用寿命及后续高值化利用研究意义重大。选用基炭、浸渍活性炭、失活活性炭为研究对象,分析了其微观形貌和物相组成,探讨了IMAC失活前后的变化规律,推断其失活机理。结果表明:IMAC主要活性组分三乙烯二胺(TEDA)部分与碘甲烷发生反应生成四铵盐,且TEDA易分解,含量减少90%以上。环境中的氧化性物质和IMAC表面含氧官能团对活性炭造成不同程度的氧化,同时微孔比表面积占总比表面积由85%下降至40%以下,碘甲烷吸附场所减少。以上原因造成IMAC表面结构改变,活性位点减少,导致其吸附效率下降。

关键词：浸渍活性炭碘甲烷三乙烯二胺(TEDA) 微孔失活

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考虑环境改变的部件核密度剩余寿命预测

振动与冲击 2024年第8期43卷 145-154页

作者：赵彬李佳娟石慧任谦力康辉太原科技大学电子信息工程学院太原030024

针对风机关键部件运行过程中剩余寿命预测精度受环境变化影响的问题,提出一种考虑环境冲击影响的核密度估计剩余寿命预测模型。首先采用自适应核密度的非参数估计方法对部件的连续自然退化过程建模;其次假设恶劣环境对部件的影响为部件... 详细信息

针对风机关键部件运行过程中剩余寿命预测精度受环境变化影响的问题,提出一种考虑环境冲击影响的核密度估计剩余寿命预测模型。首先采用自适应核密度的非参数估计方法对部件的连续自然退化过程建模;其次假设恶劣环境对部件的影响为部件受到的随机冲击,在考虑改变运行环境条件下建立其部件所受冲击与连续退化随机相关的剩余寿命预测模型,并分析其可靠性,最后通过风电机组退化数据及齿轮箱磨损实测数据进行了试验分析,验证了所提模型的准确性和有效性。

关键词：核密度估计环境改变随机相关剩余寿命预测

共路移相干涉单像素波前成像用于透镜相位检测

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光学学报 2024年第9期44卷 114-122页

作者：陶星伏翟爱平冀文静赵文静王东太原理工大学电子信息与光学工程学院山西太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室山西太原030024

传统的透镜相位测量技术很大程度上依赖于二维面阵探测器,其应用范围受限于面阵探测器的性能。单像素波前成像为此提供了一种新途径。本文提出将共路移相干涉单像素波前成像方法用于实际光学透镜的相位测量。以Hadamard基调制目标透镜波... 详细信息

传统的透镜相位测量技术很大程度上依赖于二维面阵探测器,其应用范围受限于面阵探测器的性能。单像素波前成像为此提供了一种新途径。本文提出将共路移相干涉单像素波前成像方法用于实际光学透镜的相位测量。以Hadamard基调制目标透镜波前,采用棋盘格参考方式,将空间传输光场分为信号光场和参考光场,构建共路移相干涉,单像素探测器采集相应的光强,由二阶相关方法重建被测透镜的波前信息,进而检测透镜相位。实验结果表明,对于名义焦距为1000 mm的透镜,以128 pixel×128 pixel重建相位图,拟合得到的透镜焦距的平均相对误差仅为0.0298%。该方法具有装置简单、成本低、计算量小等优点。此外,得益于单像素探测器自身优势,有望用于弱光环境,以及极紫外和远红外等特殊波段的透镜或透明物体的波前检测。

关键词：单像素波前成像透镜相位检测移相干涉共路干涉

Te基热电器件反常界面层生长行为及界面稳定性研究

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无机材料学报 2024年第8期39卷 903-910,I0004-I0007页

作者：苗鑫闫世强韦金豆吴超樊文浩陈少平太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学物理学院太原030024

单质Te具有优异的热电优值(ZT),但其与金属电极连接界面处的剧烈元素交互扩散及反应会引入较大的接触电阻率(ρc),导致器件的转换效率(η)较低。因此,寻找合适的阻挡层来优化Te与金属电极间的连接至关重要。本研究基于梯度结构报道了一... 详细信息

单质Te具有优异的热电优值(ZT),但其与金属电极连接界面处的剧烈元素交互扩散及反应会引入较大的接触电阻率(ρc),导致器件的转换效率(η)较低。因此,寻找合适的阻挡层来优化Te与金属电极间的连接至关重要。本研究基于梯度结构报道了一种宽相场Ni-Te合金阻挡层NiTe_(2-m)(NixTe(x=0.500~0.908))。结果表明,当x=0.500时,Ni_(0.5)Te/Te_(0.985)Sb_(0.015)/Ni_(0.5)Te器件的界面处无任何反应层及微观缺陷,ρ_(c)小于10μΩ·cm^(2),η在180K温差(热端温度473K)时达到了理论值的75%。同时,界面具有良好的热稳定性,在473K老化期间,界面微观组织、ρ_(c)以及η无明显变化。当x>0.500时,界面反应层厚度随x增大而逐渐减小,即主导界面反应层生长行为的因素并非常规的界面反应能及浓度梯度等热力学因素。进一步分析表明,反常生长源于动力学因素中的“原子空位”对反应层生成的迟滞作用。

关键词： Te 热电器件扩散动力学阻挡层热稳定性

利用非线性损耗提升全固态单频激光器输出功率研究进展(特邀)

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 31-42页

作者：卢华东李佳伟靳丕铦苏静彭堃墀山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室山西太原030006 山西大学极端光学协同创新中心山西太原030006

全固态单频连续波激光器因其噪声低、线宽窄、光束质量好、功率稳定性高等优点已经被广泛应用于产生非经典光场、冷原子物理研究、引力波探测等诸多领域。随着科学技术的不断发展,传统的全固态激光器的输出功率已经不能满足前沿领域的需... 详细信息

全固态单频连续波激光器因其噪声低、线宽窄、光束质量好、功率稳定性高等优点已经被广泛应用于产生非经典光场、冷原子物理研究、引力波探测等诸多领域。随着科学技术的不断发展,传统的全固态激光器的输出功率已经不能满足前沿领域的需求,因此亟需在保持全固态激光器整体性能的同时进一步提升激光器的输出功率。为此首先需要更高的泵浦功率,而这将使激光器内部增益提高,在腔内损耗不变的情况下,原非振荡模式也将满足起振条件,从而使激光器在跳模或多模状态下运转。此外,激光晶体的热效应和损伤阈值也限制了输出功率的提高。本文介绍了一种利用非线性损耗大幅度提升全固态单频连续波激光器的输出功率的技术和方法。通过在谐振腔中引入非线性损耗,使主模经受的非线性损耗是次模的一半。在模式竞争的作用下,谐振腔内的模式被更进一步的选择,从而允许全固态单频激光器在更高的增益下保持单纵模运转。通过在谐振腔内插入多块增益晶体可以有效缓解由于激光增益晶体热效应的限制,从而实现更高功率的单频激光输出。目前高功率全固态连续波激光器的输出功率已经达到了一百瓦的量级,且还在进一步提高。通过在谐振腔内引入非线性损耗,全固态单频连续波激光器的整体性能在得以保障和提高的同时,其应用范围也得到了进一步的推广。

关键词：全固态激光器非线性损耗单频高功率

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铯原子激发态超窄带宽光学滤波器研究

中国激光 2024年第5期51卷 120-127页

作者：赵韩帅杨保东薛朝郑蓝蓝山西大学物理电子工程学院山西太原030006 山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室山西太原030006 山西大学极端光学协同创新中心山西太原030006

基于铯原子6S_(1/2)-6P_(3/2)-6D_(5/2)(852 nm+917 nm)阶梯型能级结构,以波长为852 nm圆偏振光作为泵浦光,将原子由基态6S_(1/2)布居到中间激发态6P_(3/2),并将原子介质极化。波长为917 nm线偏振光作为信号光通过极化的原子介质后,其... 详细信息

基于铯原子6S_(1/2)-6P_(3/2)-6D_(5/2)(852 nm+917 nm)阶梯型能级结构,以波长为852 nm圆偏振光作为泵浦光,将原子由基态6S_(1/2)布居到中间激发态6P_(3/2),并将原子介质极化。波长为917 nm线偏振光作为信号光通过极化的原子介质后,其偏振面发生了旋转,从而实现了工作波长为917 nm非线性光学滤波器。实验上详细测量、分析了泵浦光功率、原子气室温度,以及泵浦光与信号光同、反向实验构型对该非线性光学滤波器性能的影响,在优化的实验参数下,该滤波器的峰值透射率可达20%,等效噪声带宽<60 MHz。超窄带宽的光学滤波器在原子钟、自由空间光通信、激光遥感系统等领域具有潜在的应用价值。

关键词：滤光器非线性光学效应激发态遥感

碳纤维/聚合物复合材料热导率近十年研究进展

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复合材料学报 2024年第2期41卷 561-571页

作者：谢世红高洁宁来元郑可马永于盛旺贺志勇太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 丰联科光电(洛阳)股份有限公司洛阳471031

本文综述了过去十年间在提升碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料热导性能方面取得的进展。具体从聚合物复合材料的导热原理入手,重点分析了碳纤维(CFs)自身对CFRP复合材料热导率的影响,包括含量、长度、取向等。此外,综述了提升CFRP复合材... 详细信息

本文综述了过去十年间在提升碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料热导性能方面取得的进展。具体从聚合物复合材料的导热原理入手,重点分析了碳纤维(CFs)自身对CFRP复合材料热导率的影响,包括含量、长度、取向等。此外,综述了提升CFRP复合材料热导率的4种方法,包括CFs表面改性、CFs定向处理、加入导热填料及构建三维连续导热通道等策略对改善CFRP复合材料热导率的作用。最后进行了展望,将CFs同向排列并与多种形状尺寸的高热导率填料耦合构建连续的导热通道,制备低负载填料、高热导率的CFRP复合材料将成为未来的研究方向,为下一代导热材料的开发和优化提供指导。

关键词： CFRP复合材料导热填料定向CFs 碳纤维表面改性三维导热通路热导率研究进展

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基于并行多轴自注意力的图像去高光算法

红外与激光工程 2024年第3期53卷 254-264页

作者：李鹏越续欣莹唐延东张朝霞韩晓霞岳海峰太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024 太原重型机械(集团)有限公司山西太原030027 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016

图像高光层模型的模糊性和高光动态范围大的特点,使得图像去高光成为了一个挑战性的视觉任务。纯局部性方法容易导致图像高光区出现伪影,纯全局性方法容易使图像非高光区色彩失真。针对图像去高光中局部和全局特征不平衡导致的上述问题... 详细信息

图像高光层模型的模糊性和高光动态范围大的特点,使得图像去高光成为了一个挑战性的视觉任务。纯局部性方法容易导致图像高光区出现伪影,纯全局性方法容易使图像非高光区色彩失真。针对图像去高光中局部和全局特征不平衡导致的上述问题,以及高光层建模的模糊性,提出了基于并行多轴自注意力机制的门限融合U型深度网络图像去高光算法。该方法通过隐式建模避免了高光层模型模糊引入的问题,利用U型网络结构将上下文信息与低层信息融合对无高光图像进行估计,并在U型结构编码器和解码器之间引入门限融合结构进一步提升网络模型的特征表达能力。此外,U型网络的单元结构通过融合局部和全局自注意力平衡了局部和全局特征的编码和解码。定性实验结果表明,文中方法可以更有效地去除图像中的高光,其他对比算法在高光处容易产生伪影和失真。定量实验结果表明,文中方法在PSNR和SSIM指标上优于其他五种典型的图像去高光方法,在三个数据集上,PSNR值分别高于次优方法4.10、7.09、6.58 dB,SSIM值分别取得了4%、9%和3%的增量。

关键词：图像处理去高光多轴自注意力深度学习

STAR-RIS辅助的NOMA系统物理层安全性能优化

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通信学报 2024年第5期45卷 214-225页

作者：李美玲王玉旻王思敬张海君太原科技大学电子信息工程学院山西太原030024 北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083

针对实际通信场景中非理想信道状态信息以及非理想串行干扰删除等非理想因素的强耦合特性使可同时反射和透射的可重构智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)传输系统安全性能无法准确衡量的问题,提出了基于惩罚对偶分解(PDD)... 详细信息

针对实际通信场景中非理想信道状态信息以及非理想串行干扰删除等非理想因素的强耦合特性使可同时反射和透射的可重构智能超表面(STAR-RIS)辅助的非正交多址接入(NOMA)传输系统安全性能无法准确衡量的问题,提出了基于惩罚对偶分解(PDD)和块坐标下降(BCD)的融合算法,联合优化基站的波束成形矢量和STAR-RIS相移系数,实现系统最低安全传输速率的最大化。结果表明,所提融合算法相比BCD算法可以明显增加最低安全传输速率,性能至少提升10%。

关键词：可同时反射和透射的可重构智能超表面非正交多址接入物理层安全块坐标下降惩罚对偶分解